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CAPÍTULO 3


Diseño del sistema de extracción.



Este capítulo se determina por medio de los cálculos matemáticos la selección y diseño
del dimensionamiento de los componentes del sistema de extracción localizada. Para
determinar el diámetro del ducto se tiene como datos, la distancia entre el foco
contaminante y el ingreso de la campana, la longitud del banco de pruebas, enbases a
los datos se inicio el cálculo del dimensionamiento de la campana extractora, el caudal,
la velocidad de captura, perdidas dinámica y estáticas del sistema y la potencia del
ventilador


3.1 Aspectos generales.


Considerando los requerimientos del sistema y los sistemas de extracción existentes, el
diseño a realizar será del tipo extracción localizada con campana tipoCanopy, ductos,
ventilador, separador de polvo y sistema eléctrico.

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La distancia de la abertura en la pared (ventana) con respecto al nivel del piso es de
3650mm , el banco de pruebas tiene una altura aproximada de 1000mm y la distancia de
la campana extractora tipo Canopy al banco de pruebas es de 300mm, entonces para
determinar la longitud del ducto 1, se debe calcular cuales la altura de la campana
extractora, además de las dimensiones del codo, para así determinar un rango de valores
que determine la dimensión del ducto 1, tal como se muestra en la figura 3.1, el valor de
A va depender de las dimensiones de la campana.


Figura 3.1. Posición del ducto 1.
* (A depende de la dimensiones de la campana)


Para el análisis del sistema de extracciónlocalizada se considera un ducto de sección
cuadrada, entonces de la ecuación 2.7 se obtiene que H = LD (caso especial).
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Conocidas las dimensiones de la altura de la campana, longitud del ducto 1, del codo y
el espesor de la pared, se puede conoce la dimensión del ducto 2, además la longitud del
ducto 3, que va a depender cual es la altura (h) la carcasa del ventilador con respectoal
nivel del suelo, como se muestra en la figura 3.2.


Figura 3.3. Posición del ducto 2 y del ducto 3


3.2 Diseño de la campana.


Las pautas para el dimensionamiento de una campana del tipo canopy convencional
están en función de la altura x)( de la zona superior de la mesa de pruebas hasta la
entrada de la campana.
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Figura 3.4. Dimensionamiento de lacampana Canopy


Las dimensiones del banco de ensayos son de medidas igual, entonces para captar toda
el área de fluencia (foco contaminante) las dimensiones de la campana extractora
localizada debe ser una campana cuadrada a cuatro aguas para mantener una mejor
distribución del flujo de vapor. Entonces para la construcción de la campana se
considera una distancia de 70mm (ver Ref.2.3)que es altura recta de la campana
(concepto de rigidez), en la parte inferior de la falda se incluye un doblez a noventa
grados para evitar filos cortantes en la entrada de la campana (seguridad).

El área de la campana extractora localizada, se determina mediante la ecuación 2.2:

2 2 2 acampana += )3.0*8.09.0( → acampana = )140.1( → acampana = 3.1 m
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Considerando valorescomerciales, se considera que el área de la campana es;
2 2 a m 5.1544.1 pies campana ≈=

Para determinar cual es el porcentaje aproximado de la velocidad de captura (entrada a
la campana), se analiza con la ecuación 2.3

2 98.0
5.15*1.0
100 = − y
y → y = %74.61

es decir que la velocidad sobre el banco de pruebas es de aproximadamente /65.7 sm , a
una distancia aproximada de60mm, el cual no afecta la velocidad de captura, ya que el
banco de ensayos se encuentra a una distancia aproximada de 0.1 m

Para las velocidades de captura mínima y máxima se obtiene según la ecuación 2.1, el
rango de caudal mínimo y máximo tal como muestra la tabla 3.1.

Tabla 3.1; Cálculo del rango de caudales con velocidades de captura.
Velocidad de
Captura
Velocidad de...